高速铁路山岭隧道施工-隧道施工主要开挖方法

任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法工作任务：

(1)根据隧道断面、地质情况、围岩特点确定开挖方法；

(2)掌握各种开挖方法的特点、适用条件及施工注意事项。任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法隧道施工就是要在地层中按照设计要求的尺寸开挖出岩体，进行必要的支护，尽可能保持坑道围岩的稳定，形成稳定的洞室。开挖和支护，是隧道施工的两大作业。任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法隧道施工方法的选择，主要取决于隧道的地质条件、隧道长度与工期要求，同时应结合机具设备情况、材料供应情况以及施工技术水平等因素综合考虑。隧道施工方法实际上是指隧道开挖成形的方法。按开挖隧道的横断面分部情形来分，可分为全断面法、台阶法、分部开挖法等。任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法

1.全断面开挖法全断面一次开挖法就是按照隧道设计轮廓一次爆破成型，然后支护，再修筑衬砌的施工方法，如图4.2.1所示。任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法1-全断面开挖；Ⅱ-初期支护；3-隧道底部开挖(捡底)；Ⅳ-底板(仰拱浇筑)

Ⅴ-拱墙二次衬砌任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法（1）施工顺序①用钻孔台车钻孔，然后装药联线；②退出钻孔台车，引爆炸药，开挖出整个隧道的断面轮廓；③排除危石，安装拱部锚杆(必要时)和喷射第一层混凝土；④装渣、运渣；⑤安装边墙锚杆(必要时)和喷射第一层混凝土；任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法⑥拱、墙喷射第二层混凝土(必要时)；⑦按上述工序开始下一轮循环作业；⑧在围岩和初期支护基本稳定后，或按施工组织要求的日期施做二次模筑混凝土衬砌及浇筑隧道底部混凝土。任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法（2）适用条件①Ⅰ--Ⅳ级整体性好的围岩。用于Ⅳ级围岩时，围岩应具备从全断面开挖后到支护前这一时间内，保持其自身的稳定；②有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备等大型施工机械；③隧道长度或施工区段长度不宜太短，根据经验一般不应小于1km，否则，采用大型机械化施工经济性较差。任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法隧道机械化施工有三条主要作业线，即开挖作业线、喷锚作业线、模筑混凝土衬砌作业线。它们所采用的大型机械设备主要有：①开挖作业线——钻孔台车、装药台车、装载机配合自卸汽车(无轨运输时)、装碴机配合矿车及电瓶车或内燃机车(有轨运输时)。任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法钻孔台车装药台车任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法装载机自卸汽车任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法装碴机任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法梭式矿车任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法②喷锚作业线——混凝土喷射机、混凝土喷射机械手、喷锚作业平台、进料运输设备及锚杆注浆设备。③模筑混凝土衬砌作业线——混凝土拌和工厂、混凝土输送车及输送泵、施作防水层作业平台、衬砌钢模台车。在机械设备选型时应遵循：生产性、可靠性、经济性、维修性、环保性、耐用性、灵活性及配套性等八个原则。任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法（3）全断面法施工云符合的规定①全断面开挖时，应控制一次同时起爆的炸药量，减少爆破振动对围岩的影响；②长及特长隧道应采用大型施工机械，各种施工机械应合理配套，充分发挥机械设备的综合效率；任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法2.台阶法台阶法可分为上、下两部或上、中、下三部开挖，及由其演变的三台阶七部开挖法、弧形导坑预留核心土法等。两部台阶法施工工序见图4.2.2。任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法台阶法施工应符合下列规定（1）根据围岩条件和施工机械配备情况合理确定台阶长度、台阶高度及台阶数量，其各部形状应在有利于保持围岩稳定的前提下尽量便于机械作业。任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法隧道开挖采用三台阶法施工任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法（2）当围岩自稳能力较好，隧道开挖跨度不大时，为方便作业，台阶长度宜控制在10-50m以内；围岩稳定性较差时，台阶长度宜控制在3-10m。（3）上部断面使用钢架时，可采用扩大拱脚和施作锁脚锚杆(管)等措施，防止拱部下沉变形。上下断面初期支护钢架连接应平顺，螺栓连接应牢固。任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法（4）围岩整体性较差时，施工中应采取措施减少下部开挖时对上部围岩和支护的扰动，下部断面开挖应两侧交错进行，下部断而应在上部断面喷混凝土达到一定强度后开挖。（5）当围岩不稳定时进尺宜为1-1.5m，落底后应立即施作初期支护。任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法3.分部开挖法分部开挖法包括中隔壁法(CD法)、交叉中隔壁法(CRD法)、双侧壁导坑法等。（1）中隔壁法(CD法)中隔壁法(CD法)是将隧道分为左右两部分进行开挖，先在隧道一侧采用二部或三部分层开挖，施作初期支护和中隔墙临时支护，再分台阶开挖隧道另一侧，并进行相应的初期支护的施工方法。施工顺序见图4.2.4。任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法中隔壁法施工应符合下列规定:①中隔壁法左右部的台阶高度应根据地质情况、隧道断面大小和施工设备确定。每侧按两部或三部分台阶开挖，开挖后应及时施作初期支护、中隔壁;两侧先后距离宜保持10-20m，上下断面的距离宜保持3-5m。②各部开挖时，相邻部位的喷混凝土强度应达设计强度的70%以上。任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法③先行侧的中隔壁应设置为向外鼓的弧形。④中隔壁在浇筑仰拱前逐段拆除。中隔壁一次拆除长度应根据量测结果确定，不宜大于15m。临时支护拆除后应及时施作仰拱和二次衬砌。⑤特殊情况下可将中隔壁浇筑在仰拱中，待铺设防水板时再割断。任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法（2）交叉中隔壁法(CRD)交叉中隔壁法(CRD法)是分部开挖、支护,分部闭合成小环，最后全断面闭合成大环。每开挖一部均需及时施作初期支护、中隔壁及临时仰拱。交叉中隔壁法施工工序见图4.2.5。任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法交叉中隔壁法施工应符合下列规定：①根据地质条件，隧道断面的分部，应以初期支护受力均匀，便于发挥人力、机械效率为原则，一般水平方向分两部、上下分二至三层开挖。②先行施工部位的临时支撑(中隔壁、临时仰拱)，均应有向外(下)鼓的弧度。③各部开挖及支护应自上而下，开挖后及时施作初期支护、中隔壁、临时仰拱，步步成环。任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法④同一层左右两部开挖工作面相距不宜大于15m，上下层开挖工作面相距宜保持3-4m，且待喷混凝土强度达到设计强度的70％后开挖相邻部位。⑤宜缩短各部开挖工作面的间距，使初期支护尽早封闭成环。⑥根据监控量测结果，中隔壁及临时仰拱在仰拱浇筑前逐段拆除，每段拆除长度宜不大于15m。任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法（3）双侧壁导坑法双侧壁导坑法是先开挖隧道两侧导坑，及时施作导坑四周初期支护及临时支护，然后再根据地质条件、断面大小，对剩余部分采用二部或三部开挖的方法。双侧壁导坑法施工工序见图4.2.6。任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法双侧壁导坑法施工应符合下列规定：①双侧壁导坑法开挖时，应先开挖隧道两侧导坑，再开挖中间剩余部分。②侧壁导坑形状宜近于椭圆形断面，导坑宽度宜为整个断面宽度的1/3。任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法③侧壁导坑、中部开挖应采用短台阶，台阶长度3-5m，必要时保留核心土。④开挖循环进尺不宜大于初期支护钢架间距。⑤拱部与两侧壁间的钢拱架应定为准确，连接牢固。任务4.2掌握隧道施工主要开挖方法运用“双